# The Swift Programming Language 中文版

- 序
- 1. 欢迎使用 Swift
  - 1.1. 关于 Swift
  - 1.2. Swift 初见
- 2. Swift 教程
  - 2.1. 基础部分
  - 2.2. 基本运算符
  - 2.3. 字符串和字符
  - 2.4. 集合类型
  - 2.5. 控制流
  - 2.6. 函数
  - 2.7. 闭包
  - 2.8. 枚举
  - 2.9. 类和结构体
  - 2.10. 属性
  - 2.11. 方法
  - 2.12. 附属脚本
  - 2.13. 继承
  - 2.14. 构造过程
  - 2.15. 析构过程
  - 2.16. 自动引用计数
  - 2.17. 可选链
  - 2.18. 类型检查
  - 2.19. 类型嵌套
  - 2.20. 扩展
  - 2.21. 协议
  - 2.22. 泛型
  - 2.23. 高级操作符
- 3. 语言参考
  - 3.1. 关于语言参考
  - 3.2. 词法结构
  - 3.3. 类型
  - 3.4. 表达式
  - 3.5. 语句
  - 3.6. 声明
  - 3.7. 特性
  - 3.8. 模式
  - 3.9. 泛型参数
  - 3.10. 语法总结
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- 翻译无任何商业目的，仅供内部学习交流使用！

> 翻译：lyuka

> 校对：Hawstein

# 扩展（Extensions）

本页包含内容：

- 扩展语法
- 计算型属性
- 构造器
- 方法
- 下标
- 嵌套类型

扩展就是向一个已有的类、结构体或枚举类型添加新功能（functionality）。这包括在没有权限获取原始源代码的情况下扩展类型的能力（即逆向建模）。扩展和 Objective-C 中的分类（categories）类似。（不过与Objective-C不同的是，Swift 的扩展没有名字。）

Swift 中的扩展可以：

- 添加计算型属性和计算静态属性
- 定义实例方法和类型方法
- 提供新的构造器
- 定义下标
- 定义和使用新的嵌套类型
- 使一个已有类型符合某个接口

> 注意：

> 如果你定义了一个扩展向一个已有类型添加新功能，那么这个新功能对该类型的所有已有实例中都是可用的，即使它们是在你的这个扩展的前面定义的。

## 扩展语法（Extension Syntax）

声明一个扩展使用关键字`extension`：

    extension SomeType {
        // 加到SomeType的新功能写到这里
    }

一个扩展可以扩展一个已有类型，使其能够适配一个或多个协议（protocol）。当这种情况发生时，接口的名字应该完全按照类或结构体的名字的方式进行书写：

    extension SomeType: SomeProtocol, AnotherProctocol {
        // 协议实现写到这里
    }

按照这种方式添加的协议遵循者（protocol conformance）被称之为在扩展中添加协议遵循者

## 计算型属性（Computed Properties）

扩展可以向已有类型添加计算型实例属性和计算型类型属性。下面的例子向 Swift 的内建`Double`类型添加了5个计算型实例属性，从而提供与距离单位协作的基本支持。

    extension Double {
        var km: Double { return self * 1_000.0 }
        var m : Double { return self }
        var cm: Double { return self / 100.0 }
        var mm: Double { return self / 1_000.0 }
        var ft: Double { return self / 3.28084 }
    }
    let oneInch = 25.4.mm
    println("One inch is \(oneInch) meters")
    // 打印输出："One inch is 0.0254 meters"
    let threeFeet = 3.ft
    println("Three feet is \(threeFeet) meters")
    // 打印输出："Three feet is 0.914399970739201 meters"

这些计算属性表达的含义是把一个`Double`型的值看作是某单位下的长度值。即使它们被实现为计算型属性，但这些属性仍可以接一个带有dot语法的浮点型字面值，而这恰恰是使用这些浮点型字面量实现距离转换的方式。

在上述例子中，一个`Double`型的值`1.0`被用来表示“1米”。这就是为什么`m`计算型属性返回`self`——表达式`1.m`被认为是计算`1.0`的`Double`值。

其它单位则需要一些转换来表示在米下测量的值。1千米等于1,000米，所以`km`计算型属性要把值乘以`1_000.00`来转化成单位米下的数值。类似地，1米有3.28024英尺，所以`ft`计算型属性要把对应的`Double`值除以`3.28024`来实现英尺到米的单位换算。

这些属性是只读的计算型属性，所有从简考虑它们不用`get`关键字表示。它们的返回值是`Double`型，而且可以用于所有接受`Double`的数学计算中：

    let aMarathon = 42.km + 195.m
    println("A marathon is \(aMarathon) meters long")
    // 打印输出："A marathon is 42495.0 meters long"

> 注意：

> 扩展可以添加新的计算属性，但是不可以添加存储属性，也不可以向已有属性添加属性观测器(property observers)。

## 构造器（Initializers）

扩展可以向已有类型添加新的构造器。这可以让你扩展其它类型，将你自己的定制类型作为构造器参数，或者提供该类型的原始实现中没有包含的额外初始化选项。

> 注意：

> 如果你使用扩展向一个值类型添加一个构造器，该构造器向所有的存储属性提供默认值，而且没有定义任何定制构造器（custom initializers），那么对于来自你的扩展构造器中的值类型，你可以调用默认构造器(default initializers)和成员级构造器(memberwise initializers)。 正如在值类型的构造器授权中描述的，如果你已经把构造器写成值类型原始实现的一部分，上述规则不再适用。

下面的例子定义了一个用于描述几何矩形的定制结构体`Rect`。这个例子同时定义了两个辅助结构体`Size`和`Point`，它们都把`0.0`作为所有属性的默认值：

    struct Size {
        var width = 0.0, height = 0.0
    }
    struct Point {
        var x = 0.0, y = 0.0
    }
    struct Rect {
        var origin = Point()
        var size = Size()
    }

因为结构体`Rect`提供了其所有属性的默认值，所以正如默认构造器中描述的，它可以自动接受一个默认的构造器和一个成员级构造器。这些构造器可以用于构造新的`Rect`实例：

    let defaultRect = Rect()
    let memberwiseRect = Rect(origin: Point(x: 2.0, y: 2.0),
        size: Size(width: 5.0, height: 5.0))

你可以提供一个额外的使用特殊中心点和大小的构造器来扩展`Rect`结构体：

    extension Rect {
        init(center: Point, size: Size) {
            let originX = center.x - (size.width / 2)
            let originY = center.y - (size.height / 2)
            self.init(origin: Point(x: originX, y: originY), size: size)
        }
    }

这个新的构造器首先根据提供的`center`和`size`值计算一个合适的原点。然后调用该结构体自动的成员构造器`init(origin:size:)`，该构造器将新的原点和大小存到了合适的属性中：

    let centerRect = Rect(center: Point(x: 4.0, y: 4.0),
        size: Size(width: 3.0, height: 3.0))
    // centerRect的原点是 (2.5, 2.5)，大小是 (3.0, 3.0)

> 注意：

> 如果你使用扩展提供了一个新的构造器，你依旧有责任保证构造过程能够让所有实例完全初始化。

## 方法（Methods）

扩展可以向已有类型添加新的实例方法和类型方法。下面的例子向`Int`类型添加一个名为`repetitions`的新实例方法：

    extension Int {
        func repetitions(task: () -> ()) {
            for i in 0..self {
                task()
            }
        }
    }

这个`repetitions`方法使用了一个`() -> ()`类型的单参数（single argument），表明函数没有参数而且没有返回值。

定义该扩展之后，你就可以对任意整数调用`repetitions`方法,实现的功能则是多次执行某任务：

    3.repetitions({
        println("Hello!")
        })
    // Hello!
    // Hello!
    // Hello!

可以使用 trailing 闭包使调用更加简洁：

    3.repetitions{
        println("Goodbye!")
    }
    // Goodbye!
    // Goodbye!
    // Goodbye!

### 修改实例方法（Mutating Instance Methods）

通过扩展添加的实例方法也可以修改该实例本身。结构体和枚举类型中修改`self`或其属性的方法必须将该实例方法标注为`mutating`，正如来自原始实现的修改方法一样。

下面的例子向Swift的`Int`类型添加了一个新的名为`square`的修改方法，来实现一个原始值的平方计算：

    extension Int {
        mutating func square() {
            self = self * self
        }
    }
    var someInt = 3
    someInt.square()
    // someInt 现在值是 9

## 下标（Subscripts）

扩展可以向一个已有类型添加新下标。这个例子向Swift内建类型`Int`添加了一个整型下标。该下标`[n]`返回十进制数字从右向左数的第n个数字

- 123456789[0]返回9
- 123456789[1]返回8

...等等

    extension Int {
        subscript(digitIndex: Int) -> Int {
            var decimalBase = 1
                for _ in 1...digitIndex {
                    decimalBase *= 10
                }
            return (self / decimalBase) % 10
        }
    }
    746381295[0]
    // returns 5
    746381295[1]
    // returns 9
    746381295[2]
    // returns 2
    746381295[8]
    // returns 7

如果该`Int`值没有足够的位数，即下标越界，那么上述实现的下标会返回0，因为它会在数字左边自动补0：

    746381295[9]
    //returns 0, 即等同于：
    0746381295[9]

## 嵌套类型（Nested Types）

扩展可以向已有的类、结构体和枚举添加新的嵌套类型：

    extension Character {
        enum Kind {
            case Vowel, Consonant, Other
        }
        var kind: Kind {
            switch String(self).lowercaseString {
            case "a", "e", "i", "o", "u":
                return .Vowel
            case "b", "c", "d", "f", "g", "h", "j", "k", "l", "m",
                 "n", "p", "q", "r", "s", "t", "v", "w", "x", "y", "z":
                return .Consonant
            default:
                return .Other
            }
        }
    }

该例子向`Character`添加了新的嵌套枚举。这个名为`Kind`的枚举表示特定字符的类型。具体来说，就是表示一个标准的拉丁脚本中的字符是元音还是辅音（不考虑口语和地方变种），或者是其它类型。

这个类子还向`Character`添加了一个新的计算实例属性，即`kind`，用来返回合适的`Kind`枚举成员。

现在，这个嵌套枚举可以和一个`Character`值联合使用了：

    func printLetterKinds(word: String) {
        println("'\\(word)' is made up of the following kinds of letters:")
        for character in word {
            switch character.kind {
            case .Vowel:
                print("vowel ")
            case .Consonant:
                print("consonant ")
            case .Other:
                print("other ")
            }
        }
        print("\n")
    }
    printLetterKinds("Hello")
    // 'Hello' is made up of the following kinds of letters:
    // consonant vowel consonant consonant vowel

函数`printLetterKinds`的输入是一个`String`值并对其字符进行迭代。在每次迭代过程中，考虑当前字符的`kind`计算属性，并打印出合适的类别描述。所以`printLetterKinds`就可以用来打印一个完整单词中所有字母的类型，正如上述单词`"hello"`所展示的。

> 注意：

> 由于已知`character.kind`是`Character.Kind`型，所以`Character.Kind`中的所有成员值都可以使用`switch`语句里的形式简写，比如使用 `.Vowel`代替`Character.Kind.Vowel`